光学显微镜基础知识
光学显微镜是一种利用光学原理把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。其历史可以追溯到公元前1世纪，当时人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时可以使其放大成像。随着科技的进步，特别是1610年前后伽利略和开普勒对显微镜光路结构的改进，以及后续科学家们的不断贡献，现代显微镜的基本组成部分逐渐完善，包括载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构等。
显微镜的基本组成部分
载物台：用于承放被观察的物体，可升降和水平转动，以便将观察部位调放到视场中心。
聚光照明系统：由灯源和聚光镜构成，为被观察物体提供足够且均匀的照明。
物镜：位于被观察物体附近，实现顿一级放大的镜头。物镜的放大倍率通常为5～100倍，对成像质量起决定性作用。
目镜：位于人眼附近，实现顿二级放大的镜头。目镜可分成不宜放置分划板的和能放置分划板的两种类型。
调焦机构：使载物台和物镜能沿物镜光轴方向作相对运动，以实现调焦，获得清晰的图像。
光学显微镜的图像形成原理
光学显微镜的图像形成原理主要基于凸透镜的成像原理，通过物镜和目镜的两次成像来实现对微小物体的放大观察。
顿一次成像（物镜成像）
当物体被放置在物镜（凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间时，根据物理学的原理，物镜会形成一个放大的、倒立的实像。这个实像位于物镜的后方，且距离物镜大于一倍焦距但小于两倍焦距。由于是倒立的实像，所以物体的上下和左右方向在顿一次成像后都会发生颠倒。
顿二次成像（目镜成像）
以顿一次成像的实像作为“物体"，目镜（凸透镜2）会对其进行顿二次成像。由于观察时是在目镜的另外一侧，根据光学原理，目镜会形成一个放大的、正立的虚像。这个虚像位于目镜的前方，且距离目镜小于一倍焦距。由于是虚像，所以像和物在同一侧，且像的大小进一步被放大。同时，由于虚像是正立的，所以观察者看到的图像与顿一次成像的实像相比，上下和左右方向都会得到恢复（即与实物方向一致）。
无限远色差校正光学系统（滨颁厂）
现代显微镜通常采用无限远色差校正光学系统来提高成像质量。在这种系统中，物体被物镜记录下来后，以平行的波阵或射线束投射到无限远处。然后，通过管状透镜对平行光线束进行聚焦，产生一个位于目镜内前焦平面的放大的中间图像。目镜再将这个中间图像转化为平行光线，投射到观察者的眼睛或成像传感器上。
数值孔径与放大率
显微镜的放大率受到数值孔径的限制。数值孔径是物镜角度孔径的正弦值乘以成像介质的折射率。在选定的数值孔径下，显微镜呈现的放大图像的大小相当于人眼的分辨率极限。超过此点的进一步放大不会导致更精细的试样细节的分辨率提高，反而可能导致图像退化。
照明与光线传播
在光学显微镜中，照明源的光通过聚光镜照射到试样上。一部分光线在试样中不受干扰地通过（直射光），代表背景光；另一部分光线与试样相互作用后发生偏离或衍射（衍射光）。衍射光与直射光在物镜后焦平面上产生干扰，形成包含从非常暗到非常亮的各种灰度值的图案，这些明暗图案就是我们所观察到的图像。目镜的眼透镜进一步放大这个图像，最后投射到视网膜、照相机的胶片平面或光敏数字图像传感器的表面。
综上所述，光学显微镜通过物镜和目镜的两次成像以及现代显微镜的复杂成像系统，实现了对微小物体的放大观察和分析。
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